目前,用于電動自行車的電機種類較多,從有無換向器和電刷來分可分為有刷電機和無刷電機,從轉(zhuǎn)速來分可分為高速電機加減速傳動機構(gòu)和低速直接驅(qū)動電機。它們可組合為有刷高速電機+減速器、有刷低速電機、無刷高速電機+減速器、無刷低速電機。
有刷電機是永磁直流電機的簡稱,它又有圓柱式和盤式、有鐵芯和無鐵芯之分。這類電機因為有直接機械接觸的換向器和電刷,二者之間存在著機械磨損和電火花,所以這種電機效率不高,壽命短,需定期維護和更換電刷。換向器和電刷是這類電機的薄弱環(huán)節(jié)。
高速電機+減速器和低速直接驅(qū)動電機相比,存在著減速機構(gòu),這種減速機構(gòu)可以是圓柱齒輪、圓錐齒輪、諧波齒輪、鏈條,也可以是行星齒輪和減速器。因機構(gòu)內(nèi)部存在著機械摩擦,有能量損耗,所以效率有所降低,有震動和噪聲。而且使用一段時間后,震動和噪聲有加大趨勢,需經(jīng)常維護。另外減速器的零部件加工精度要求較高,制造成本相對也較高。所以減速器是高速電機的薄弱環(huán)節(jié)。但高速電機本身用材較少,電樞電阻較小,有較寬的高效平臺。
①高速有刷電機+減速器。該電機輪轂存在“有刷”和“減速器”兩個薄弱環(huán)節(jié),目前僅有個別廠家采用,主要原因是這類驅(qū)動方式有較快的加速性和較強的爬坡能力。而實際上,這也是通過大電流消耗較多能量獲得的。
②低速有刷電機。該電機存在“有刷”一個薄弱環(huán)節(jié),但因轉(zhuǎn)速較低,相對于高速有刷電機而言,換向器和電刷間存在的問題可得到較大改善。再加上因為沒有減速器,所以在較短的時間內(nèi)逐步取代了高速有刷電機,但這種電機仍存在兩方面的問題。一是因為仍有換向器和電刷,所以機械磨損、電火花、電刷的更換和維護問題依然存在;二是因為這種電機功率密度低,耗材多,制造成本高。
③高速無刷電機+減速器。該電機輪轂有“減速器”一個薄弱環(huán)節(jié),但這類驅(qū)動方式有較快的加速性和較強的爬坡能力,適應(yīng)了人們追求高速度的需要,在未來電動自行車上將廣泛采用。
?、艿退贌o刷電機。該電機輪轂可靠性高,壽命長,效率高,免維護,是值得推廣采用的一種驅(qū)動電機,將在現(xiàn)階段電動自行車行業(yè)中得到廣泛使用。尤其是目前已解決與其配套的控制器故障率高等問題,應(yīng)用前景十分廣闊。